Fiberoptiske kabler lavet af luft. Sådan lyder overskriften på en pressemeddelelse fra universitetet i den amerikanske delstat Maryland. Her har forskere demonstreret, hvordan de med laser kan omdanne luft til at have fiberoptiske egenskaber.
I en artikel publiceret i juli-udgaven af tidsskriftet Optica fortæller forskerne om en luftbaseret bølgeleder, der kan forstærke signaler fra fjerne lyskilder. Sådanne bølgeledere kan ifølge pressemeddelelsen finde anvendelse inden for alt fra langtrækkende laser-baseret kommunikation over detektion af forurening i atmosfæren til laservåben.
Anvendelsesområder, hvor lys bliver sendt gennem luften, er begrænset af, at lys mister intensitet over afstand. Også lasere mister fokus på grund af naturlig spredning, og fordi det interagerer med de naturligt forekommende gasarter i luften.
Fiberoptiske kabler løser udfordringerne ved at lede lysstrålerne som gennem et rør. Her bliver lyset fanget i en gennemsigtig kerne af glas beklædt med en kappe. Da kappen har et lavere brydningsindeks end kernen, bliver lyset reflekteret tilbage, når det prøver at undslippe. Fiberoptiske kabler har dog også deres naturlige begrænsninger. Blandt andet er de afhængige af fysisk støtte, som ikke nødvendigvis er tilgængeligt der, hvor man måtte ønske at trække kablerne – eksempelvis til den øvre atmosfære, som pressemeddelelsen nævner.
Men nu har forskerne ved Maryland University med professor Howard Milchberg i spidsen demonstreret, hvordan luft kan lede lys som et fiberoptisk kabel.
Forskerne bruger korte, kraftige laserpulser til at skabe en mur af luft med en lav tæthed, som omgiver en kerne med en højere lufttæthed. På samme måde som med det fiberoptiske kabel har luftmuren et lavere brydningsindeks end luftkernen, og lyset bliver reflekteret tilbage fra muren.
Som forsøg har Milchberg og de øvrige forskere dannet en gnist ved at nedbryde luften med en laser. Lyset fra gnisten blev først sendt via en luftbaseret bølgeleder til en detektor omkring en meter væk. Forskerne opsamlede et tilstrækkeligt kraftigt signal til at kunne analysere sammensætningen af den luft, der producerede gnisten.
Signalet sendt via bølgelederen var 1,5 gange kraftigere end det signal, der blev opsamlet uden bølgelederen. Det lyder måske ikke af meget, men pressemeddelelsen bemærker, at ved afstanden 100 gange større ville signalet uden bølgelederen være blevet betydeligt svækket, og signalforstærkningen ville være langt større.
Leave a Reply